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Verfahren zum Abgleichen mehrerer im Gleichlauf betriebener Abstimmkreise
Die vorliegende Erfindung betrifft ein `'erfahren zum schnellen und sicheren Abgleichen
mehrerer imGfeichlauf betriebener elektrischerSchwingungskreise über den, ganzen
Frequenzbereich hinweg, insbesondere bei Rundfunkgeräten. Die Schwingungskreisekönnen
beispielsweise durchAnordnung ihrer Kapazitäten in einem mehrteiligen Drehkondensator
variabel einstellbar, mit ihrenvariablen Abstirnmelem-enten aber mechanisch feist
miteinander gekuppelt sein. Um derartige Schwingungskreise aufeinanderabstimmenundauf
die jeweiligen Anzeigewerte cber Wellenskala eichen zu können, sind in <len gebräuchlichen
Empfangsgeräten zu den vorhandenen Abstimmelementen (Drehkondensatoren oder variablen
Induktiv itäten) zusätzliche Kapazitäten oder Induktivitäten parallel, in Reihe
oder in hieraus bestehenden Kombinationen zugeschaltet, die bei der Eichung eingestellt
und dann im Betrieb nicht mehr variiert werden. Die Abstimmung und Eichung geht
hierbei in der Weise vor sich, daB der Zeiger der Wellenskala das Empfangsgerätes
und ein Meßsender auf eine bestimmte Frequenz eingestellt und die einzelnen Schwingungskreise
nacheinander durch Einstellung ihrer Zusatzkapazitäten oder -ind.uktivitäten zur
Resonanz mit dem MeBsender gebracht werden. Dieses sogenannte Hintrimmen wird bei
mehreren Frequenzen vorgenommen, um eine gute Ab-
Stimmung über
den ganzen Wellenbereich, des Empfängers zu erhalten. Hierbei wird beispielsweise
der Schwingungskreis je nach seiner Schaltung bei der einen Frequenz durch Veränderung
der Parallelkapazität, bei einer anderen, Frequenz durch Veränderung der Induktivität
und anschließend bei einer dritten Frequenz durch Einstellung der Serienkapazität
zur Resonanz mit der Welle des Meßsenders gebracht. Die Einstellung muß mehrere
Male vorgenommen werden, da bei der Abstimmung an einem Punkte des Frequenzbandes
wieder eine mehr oder weniger große Verstimmung des Schwingungskreises bei anderen
Frequenzen eintritt. Man, erreicht also nur allmählich eine einigermaßen gute Abstimmung
über dien ganzen Wellenbereich des Empfangsgerätes; der Arbeits- und Zeitaufwand
ist hierbei um so größer, je mehr die Eigenfrequenz des untersuchten Sch-,vingungskreises
von der des anderen Kreises und von dem an der Wellenskala angezeigten Frequenzwert
abweicht. Wenn eines oder mehrere der Schaltelemente so unzulänglich und fehlerhaft
sind, daß die Schwingungskreise durch Trimmen der zusätzlichen Induktivitäten oder
Kapazitäten nicht mehr zur Abstimmung miteinander gebrachtwerden können, versagt
die Methode überhaupt. Dasselbe gilt auch für den Fall, daß beispielsweise Festkondensatoren
für das Hintrimmen verwendet werden.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, elektrische
Schwingungskreise der oben besprochenen Art, auch wenn sie stark voneinander abweichen,
in kürzester Zeit und mit großer Genauigkeit durch Trimmen aufeinander abzustimmen.
Das Verfahren macht von der Tatsache Gebrauch, daß die bei der Eichung des Empfangsgerätes
mit einen Meßsender bei verschiedenen Frequenzen gemessenen Fehler in einer bestimmten
mathematischen Beziehung zu den Teilfehlern stehen, aus denen sich die gemessenen
Fehler zusammensetzen und die jeder für sich durch Veränderung der Trimmerkapazität
oder -induktivität beseitigt werden können. Bezeichnet man die am Meßsender eingestellten
Frequenzen mit f, und f2, die dabei gemessenen Gesamtfehler des jeweils untersuchten
Schwingungskreises mit F1 und F2, den durch Veränderung der Induktiv ität eliminierbaren
Teilfehler mit FL, so besteht in einem Schwingungskreis, bestehend aus Induktivität
und einer hierzu parallelen Trimm- und Abstimmkapazität, bei dem nur die Abstimmkapazität
betriebsmäßig variabel ist, zwischen den obengenannten Größen die nachstehende Beziehung:
Hierbei sind die Werte F1, F2, FL in Prozent, die Werte f, und f2 in Kilohertz
ausgedrückt. Die Gleichung ist eine Näherungsgleichung, sie ist aber innerhalb der
bei üblichen Empfängertypen vorkommenden Fehler gut anwendbar; die Werte für F1
und F2 können positiv oder negativ sein, sie stellen, wie bereits gesagt, die arithmetische
Summe aus den ebenfalls positiven oder negativen Teilfehlern FL und FC dar,
die durch Änderung der Induktivität oder der Kapazität beseitigt werden können.
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Aus den bei den beiden Frequenzen f, und f2 gemessenen Gesamtfehlern
F1 und F2 errechnet sich also der über den ganzen Frequenzbereich des Empfangsgerätes
annähernd konstante Induktivitätsfehler FL. Durch Subtraktion desselben von
den gemessenen Gesamtfehlern F, und FZ erhält man die zugehörigen kapazit@iven Fehler
Fc, und FC, Es ist natürlich'auch möglich, die Gleichung für die Ermittlung des
kapazitiven Fehlers aufzustellen und anschließend den induktiven Fehler auszurechnen.
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Die Durchführung des neuen Verfahrens soll an Hand des nachstehenden
Beispiels erläutert werden. Bei dem untersuchten Empfänger wird der Skalenzeiger
auf die .Frequenz f, = 5oo kHz eingestellt u_ nd die Meßfrequenz auf den Resonanzwert
des zu prüfenden Schwingungskreises eingestellt. Die Ablesung an der Meßsenderskäla
ergibt einen Frequenzwert von 52o kHz. Der Fehler F, des Empfängerkreises bei der
Sollfrequenz f i = 5ookHz beträgt also
In gleicher Weise ergibt sichbeiderSol-lfrequenzf2= i5ookHz ein Fehler F2 = -1-
6%. Der durch Änderung der Induktivität dies Kreises eliminierbare Teilfehler
FL
beträgt also:
Daraus ergeben sich die durch Änderung der Kapazität ehminierbanen Fehler Fc, und
Fc, bei den Frequenzen f, und f2 zu Fc, = F, - FL = o,25 0/0 Fc,
= F2 - FL = 2,25 0/0. Zur Abstimmung des Gerätes werden nunmehr die
Teilfehler FL und FC einzeln beseitigt, wobei die Reihenfolge an sich gleichgültig
ist. Im vorliegenden Falle soll der Teilfehler FL zuerst eliminiert werden.
Zu diesem Zweck wird; der Skalenzeiger des Empfangsgerätes auf 5oo kHz gestellt,
während der Meßsender unter Berücksichtigung von F, = + 40/0 und FL = -h 375% auf
eingestellt wird. Nunmehr wird der Empfänger durch Änderung seiner Induktivität
zur Resonanz mit dem Meßsender gebracht. Darauf wird der Meßsender auf 5oo und schließlich
auf i5oo kHz gestellt und die Eigenfrequenz des Empfängers nunmehr durch Veränderung
seiner Trimmerkapazitäten der Frequenz des Meßsenders angeglichen.
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Bei Schwingungskreisen mit betriebsmäßig variabler Induktivität, deren
Kapazität aber nicht betriebsmäßig variabel ist, lautet die mathematische
Beziehung
zwischen den bei den Frequenzen f t und f 2 gemessenen Fehlern F1 und F2 wie folgt
DieEinstellung eines solchenSehwingungskreises erfolgt in ähnlicher Weise wie hei
dem ersten Beispiel.
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Bei Schwingungskreisen mit einem verwickelteren Aufbau ist eine Eichung
an mehr als zwei Punkten möglich auf Grund ähnlicher. an sich leicht herleitbarer
mathematischer Beziehungen zwischen den Frequenzen, Gesamt- und Teilfehlern.
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Bei Geräten, die mit Frequenzumwandlung arbeiten, wie z. B. Ülx rlagerungsempfänger,
können die Fehler des Oszillatorkreises auf den Eingangskreis lseziehtittgswei:e
die Abstitnmskala bezogen werden. Die Fehler des Eingangskreises Fe und des Oszillatorkreises
Fo stehen hierbei im Verhältnis
f ist hierbei die hentitzt@e Eingangsfrequenz, f, die benutzte Zwischenfrequenz.
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Die Gleichung ist gültig für Geräte, bei denen die Oszillatorfrequenz
größer als die Empfangsfredtietiz ist.
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Zur schnellen Ermittlung des Fehlers werden in Weiterbildung des Erhn<lungsgedankens
mehrere Anordnungen vorgeschlagen, mit deren Hilfe es möglich ist, schnell ztt erkennen,
welches Schaltelement Abweichungen vom Sollwert hat.
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Für das Abstimmen der Schwingungskreise wird beispielsweise vorgeschlagen,
den Meßsender mit einer oder mehreren zusätzlichen Skalen auszustatten, an denen
inan die Fehler Ft, F2 usw. direkt ablesen kann. Für einen Meßsender, an dem sich
wegen Platzmangels solche Skalen nicht mehr anbringen lassest. wird vorgeschlagen,
unterBenutzung der an ihm vorhandenen Skala Hilfstafeln einzurichten. um ein schnelles
Eichen des Abstimmkreises zu ermöglichen. Zum Attsgleich kleinerer Frequenzfehler
am Meßsender werden die Skalen so eingerichtet,daß durch gegenseitigesVerschieben
eine kleine Korrektur möglich ist. Um eine weitere Zeitersparnis beim Eichen der
Abstimmkreise zu erzielen, wird vorgeschlagen, auch die Oberwellen des Meßs.enders
zur Eichung zu benutzen. Die gewünschte Intensität der Oberwellen erhält man durch
an sich bekannte Maßnahmen, wie Übersteuerung, Einschalten nicht linearer Glieder,
Aussiebung derGrundwelle oder bestimmterOberwellen und ähnlich wirkende Maßnahmen.
Die Grundfrcquenz des Meßsenders wird so gewählt, daß tnan an Hand der zugehörigen
Oberwellen für dien zu eichenden Schwingungskreis eine genügende Anzahl von passend
gewählten ileßpunkten erhält. Man braucht also nur einen einzigen Meßpunkt mit den
zugehörigen Fehl.erabweichskalen am Meßsender einzustellen. Für die Eichung von
Schwingungskreisen, die eine andere als die Meßfrequenz haben, z. B. Oszillatorkreis
im Überlagerungsempfänger, wird für jede zur Messung benutzte Oberwelle am gleichen
Meßpunkt des Meßsenders eine Fehlerskaia angeordnet. Durch die genannte Maßnahme
entfällt das Umschalten des Meßsenders und es ist nur notwendig, den Betrag des
Fehlers einzustellen.
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Für den Werkstattbetrieb kann an Stelle der rechnerischen Ermittlung
der Einzelfehler des zu untersuchenden Schwingungskreises eine graphische Lösung
angewandt «-erden. Diese kann für beliebig viele `Ießpunkte eingerichtet sein, auch
für den Fall, wo eine mathematisch exakte Eichung nur an zwei Punkten möglich ist.
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Für Meßsender, die keine zusätzlichen Skalen der oben vorgeschlagenen
Art für die Fehler haben, kann man irgendeine am Meßsender vorhandene Skala in die
graphische Darstellung eintragen.
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`'erden für die Eichung der Schwingungskreise nicht kontinuierlich
variable Eichfrequenzen benutzt, so werden die Empfänger mit für den Eichvorgang
zusätzlichen Skalen versehen, die die Größe des Fehlers direkt oder über Hilfsskalen
oder ein Diagramm abzulesen gestatten. Man kann z. B. eine aus durchsichtigem Werkstoff
hergestellte, mit Markierungen für den jeweiligen Fehler versehene Skala benutzen,
die zur Eichung auf die Wellenskala des Empfängers aufgelegt wird. Im einfachsten
Fall genügt sogar eine Millimeterteilung, deren Wert dann jedoch entsprechend in
die graphische Darstellung eingezeichnet wird.
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Es wird vorgeschlagen, für jede Empfängertype ein Diagramm aufzustellen
und die Fehler im einfachsten Fall als eine Längen- oder Winkelabweichung von der
Empfängerskala in das Diagramm zu übertragen.
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Für die Serien- und Einzeleichung von Geräten bei festen oder variablen
Eichfrequenzen des Meßsenders hat man durch dass beschriebene Verfahren und die
Hilfsmittel einen Überblick über die zu ergreifenden Maßnahmen, um in schnellster
und wirtschaftlichster Weise eine Eichung vornehmen zu können.